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古生态学教程.ppt

来源：花匠小妙招时间：2025-05-21 06:54

分布系数之一概念在古生态学中之所以有用是基于两点。(1)如果在化石中痕量元素对钙的比值，即M/Ca可以测定，并且如果其分布系数K也知道，那么，当年化石生物所生长的水中的M/Ca也可以算出，天然水中的M/Ca比值依赖于环境条件，由它就可以得到关于沉积环境的有用信息。(2)分布系数并不是常数，它也是随环境条件而变的．对某些离子来说。它是温度的函数，也就是： K=F(t) 这样一来，如果M/Ca比值对于化石和化石生物所生长的水中都是可测定的，已知的，那么，分布系数K就可以测定。而如果K与t(温度)的关系是巳知的，那么，沉积建造形成的温度也就可以测定。这与广泛应用于岩浆岩岩石学与变质岩岩石学中的测定矿物形成的温度的方法是很相似的。在实际应用中，倒是后一点作为古环境标志的意义更加重大。 (二)在形成骨骼矿物中生物的特殊作用： (1)系统发生的影响：生理控制作用最明显的证据就是在同样环境条件下生长的不同门类的生物骨骼具有不同的痕量元素成分。根据它们含镁的浓度，骨骼方解石可以分成两个组；低镁方解石组(MgCO3)分子百分数低于5-6%)和高镁方解石组。生物骨骼霰石同样可分为高锶组和低鳃组。高锶组最典型的是珊瑚和绿藻，其特征是Sr/Ca原子比值为0.008—0.011，低鳃组主要是软体动物(双神经纲除外)和鱼类(具霰石质耳石者)，其Sr/Ca比值大多效在0.001—0.003之间，平均比高锶组低约5倍。生物骨骼方解石中的Sr/Ca比值总的说来是低的，然而其中也可大致分出两组，软体动物属于低鳃方解石组，而其余大多数门类生物骨骼方解石中Sr/Ca比值约为其2倍，可视为高锶方解石组。 K．E．切夫(Chave，1954)曾指出，生理上越高等的生物门类的骨骼方解石中，镁的浓度有减低的趋势。H．A．洛温斯坦(Lowenstam，1963)也指出霰石骨骼中的镁有同样趋势(新图3)。不过，低镁的浮游有孔虫、颗石藻和高镁的棘皮动物显然是例外。而生物成因的霰石中Sr的含量也是在较原始的类群中要高些，只有环节动物、蔓足类，被囊类是明显的例外。对于锶和镁的研究所见出的趋势使人们产生一种看法，认为钙化生理学的演化是朝着更加纯的CaCO3方向发展的，也就是说，越是高等的生物，越有本领阻止Mg+2和Sr+2对Ca+2进行类质同像置换。 (2)个体发生的影响：某些门类生物在个体发育之不同阶段上形成的骨骼碳酸盐内,痕量元素含量往往不同. (3)微构造的影响: 很多门类无脊椎动物的骨骼由两种或多种不同类型的构造组成,这些构造在贝壳内的不同骨骼单元里排列,这些单元的矿物学特征不同,痕量元素成分也不同. (4)生长率的影响: 一些学者也试图把痕量元素浓度的差异解释为由于不同生长率的结果.快速度生长可能会使沉淀期间钙与镁或锶之间的分异时间缩短,来不及甄别，结果,其Sr/Ca比值与Mg/Ca比值就接近于海水的比值. (三)环境因素的控制: (1)温度的控制: 温度对生物分布系数的类似影响也该在骨骼碳酸盐的痕量元素浓度上有所反映.但是,并不存在一种普遍的关系,各不同门类的生物应具体分析,各门类生物骨骼碳盐中痕量元素与温度之间的函数关系必须具体分析、区别对待，不可能一概而论。（2）水化学成分的控制：淡水的Sr/Ca比值低于海水，相应地，淡水蛤与螺比起海生种类来，一般有较低的Sr/Ca比值。同样，Mg/Ca比值在淡水中也大大低于海水，淡水双壳类霰石质壳中，Mg/ca比值也就低于海水双壳类霰石质壳。 (3)盐度的控制，盐度对于生物骨骼中痕量元素浓度的影响也是因生物种类而异的，例如，在一些种里它们之间是负相关(Dodd，J．R．， 1965，新图9)。而在另一些种里则又可能正相关。仍然必须具体分析。虽然淡水贝壳比起海水贝壳来Sr/Ca比值和Mg/Ca比值都低得多，但是在半咸水中，这两个比值与盐度并不呈正比。 (四)成岩作用的干扰及其排除： (1)成岩作用对痕量元素浓度的影响。成岩作用将改变化石的化学成分，直到它与成岩环境达到了物理化学的平衡为止。地下水的Mg/Ca比值几乎总是低于海水(Livingstone，D．A．，1963)。所以，大多数海生碳酸盐的Mg/Ca比值都大大高于成岩环境的平衡值，因而在成岩作用期Mg将从化石碳酸盐里被淋滤掉。地下水的Sr/Ca比值是变化的，但是通常也是大大低于海水的。所以，与海水保持大致物理化学平衡的骨骼碳酸盐，如像高Sr霰石(Kinsman，D．J．J．，1969)在成岩作用中就倾向于要失掉Sr。那些不与地下水接触的地